模擬雷達掃描的人臉檢測方法
2023-05-30 19:57:01
專利名稱：模擬雷達掃描的人臉檢測方法
技術領域：
本發明屬於應用軟體的界面設計領域，尤其涉及一種能夠從屏幕窗口中搜索任意
目標的用戶界面。
背景技術：
人臉識別作為一種常用的生物識別方式，具有簡便、用戶接受性良好、非接觸、非 侵擾、安全衛生等優點，被廣泛應用於安全驗證、監控、身份認證、電子商務信息系統、安全 設施、追捕犯罪嫌疑人和反恐等眾多領域。
常見的人臉識別應用模式如下 1 :N驗證快速提取目標的人臉數據，與系統資料庫中的數據進行比對，快速找到 相似度較高的人員。 1 :l驗證用固定目標的數據與系統資料庫中的固定數據比對，當相似度達到某 一個域值時比對成功，身份確認。
監視在一定範圍內發現人臉，與背景分割，並實現連續跟蹤。 目前的人臉識別產品多為攝像頭直接採集圖像信息然後投射到顯示屏上，依靠用 戶通過接近調整來把自己的信息反映到設備裡面去，與普通的視頻監控是一樣的效果，設 備處於被動接收信息狀態，且不能讓用戶實時了解檢測的狀態。因此需要提供更智能化和 人性化的界面，讓設備主動獲取用戶的信息，用戶實時了解自己的狀態並相應調整，從而與 設備產生互動，改善用戶體驗。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種模擬雷達掃描的人臉檢測方法，本方法調 用基本圖形繪製方法對檢測界面採用雷達掃描和垂直掃描相結合的形式形象、直觀地表現 了整個目標檢測的過程，為用戶提供一個很好的使用感受。
為實現上述目的，提供了一種模擬雷達掃描的人臉檢測方法，包括步驟
創建用於顯示界面的窗體區域；
創建雷達掃描對象；
創建垂直掃描對象； 在窗體區域中調用雷達掃描對象和垂直掃描對象以繪製掃描圖像；
調整垂直掃描對象所在區域。 進一步地，所述繪製掃描圖像步驟包括當沒有檢測到任何人臉目標時，調用雷達 掃描對象進行扇掃；當窗體中檢測到人臉目標時，停止扇掃並調用垂直掃描對象進行垂直 方向上的掃描。 進一步地，該方法還包括初始化步驟，所述初始化步驟包括 創建查詢表； 創建基本圖形繪製方法。
所述查詢表包括一個正弦函數查詢表和一個餘弦函數查詢表。 所述基本圖形繪製方法包括點繪製、直線繪製、矩形繪製、圓繪製、圓弧繪製、扇 形區域繪製和透明算法。 進一步地，所述創建雷達掃描對象時，調用基本圖形繪製方法繪製出一個圓和在 該圓內同圓心同半徑的扇形區域。 進一步地，所述創建垂直掃描對象時，調用基本圖形繪製方法繪製一個矩形框和 在矩形框內由多條直線組成的漸變區域。 進一步地，所述垂直掃描對象繪製的矩形框的中心和人臉目標中心重合，且所述 矩形框外接於人臉目標。 進一步地，所述漸變區域由透明算法處理形成。 進一步地，所述調整垂直掃描對象所在區域時，垂直掃描對象繪製的矩形框隨著 人臉目標的移動而移動。 —種模擬雷達掃描的人臉檢測系統，包括
窗體區域創建模塊，創建用於顯示界面的窗體區域；
雷達掃描對象創建模塊，創建雷達掃描對象；
垂直掃描對象創建模塊，創建垂直掃描對象； 調用模塊，在窗體區域中調用雷達掃描對象和垂直掃描對象以繪製掃描圖像；
調整模塊，調整垂直掃描對象所在區域。 利用本發明所提供的方法開發出了一種的人臉目標檢測界面，調用基本圖形繪製 方法對檢測界面採用雷達掃描和垂直掃描相結合的形式形象、直觀地表現了整個目標檢測 的過程，為用戶提供一個很好的使用感受。使應用於該檢測方法的設備處於主動接收信息 狀態，讓用戶實時了解檢測的狀態。更加人性化和智能化，使用戶實時了解自己的狀態並相 應調整，從而與設備產生互動，改善用戶體驗。
圖1是本發明的方法流程圖； 圖2是本發明雷達掃描圖像的示意圖； 圖3是本發明矩形掃描圖像的示意圖。
具體實施例方式
所有的界面程序設計都是在一個窗體中繪製需要的圖形。窗體可以看做是顯示
器，繪製的圖形可以是各種形狀或圖片，繪製的單位為像素。本實施方式為了通用性及可移
植性，因此需要全部重新搭建所有的功能模塊。
如圖l，示出本發明的方法的具體實施步驟，包括 第零步創建查詢表，包括一個正弦函數查詢表和一個餘弦函數查詢表。
圖形繪製時常常會運用到各種三角函數，尤其是正餘弦函數，因此C語言運行庫 一般會提供一個math.h的庫函數接口。但是，三角函數為浮點運算，在浮點處理器上能夠 很好的支持這種運算。而定點處理器只能模擬浮點運算，這會極大增加定點處理器的運算 量。因此，使用定點處理器實現三角函數運算效率很低，一般的解決方法是創建函數的查詢表，表結構越大，查詢的精度也就越高。 將查詢表實現為一個一維數組，當查詢的精度為單位一度時，數組大小需要為 360項。因為正餘弦函數具有周期性，sin(t) =-sin(360-t)， sin(t+180) =_sin(t)， sin(t+90) = sin(90-t)，因此90項數值即可表示全部角度。 查詢時，輸入的角度值就是數組的索引值，得到的數組項即是此三角函數運算結 果的放大後的值。 本實施例中，利用運行庫建立這個查詢表。 創建基本圖形繪製方法，包括點繪製、直線繪製、矩形繪製、圓繪製、圓弧繪製、扇
形區域繪製和透明算法函數。
本實施例中，透明算法實現 當兩個圖片重疊時，仍然可以看到重疊部分被遮擋的部分，這就是透明的效果。透 明算法的實現方法的原理是將每個像素的RGB分量進行混合
R = Rl*Alpha+R2*(l_Alpha)
G = Gl*Alpha+G2*(l_Alpha)
B = Bl*Alpha+B2*(l-Alpha) 其中(R1， Gl， Bl)表示圖像1中的像素的紅、綠、藍顏色分量，(R2， G2， B2)表示圖 像2中的像素的紅、綠、藍顏色分量，Alpha為透明度，當Alpha為1時，顯示圖像1中的像 素，當Alpha為0時，顯示圖像2中的像素。當0 < Alpha >8
G= (Gl*Alpha+G2*(256_Alpha)) >>8
B= (Bl*Alpha+B2*(256_Alpha)) >>8 [OO54]其中Alpha的取值範圍是
。
函數接口設計如下 Void MixColor(Color colorl，Color color2，uintl6_t alpha) 其中colorl代表圖像1中像素點的顏色值；color2代表圖像2中的像素點的顏
色值；alpha代表透明度。
點繪製 本實施例中，點繪製為修改內存中既定位置的值，在內存中的數組中對計算出的 索弓I的對應位置進行賦值，其餘位置調用透明算法重新賦值。
直線繪製 直線的繪製方法有多種算法，其最經典的實現為DDA算法和Bresenham算法，在本 實施中，只需要畫出垂直直線和水平直線兩種。函數接口如下 void glDrawHorLine(Color color,uint8_t size,Coord*pointl，Coord*point2， uintl6_t Alpha) void glDrawVerLine(Color color,uint8_t size,Coord*pointl，Coord*point2， uintl6_t Alpha)
其中Color代表直線的顏色值；Size代表直線的寬度；Pointl代表直線的起始 點坐標值；Point 2代表直線終止點坐標值；Alpha代表直線的透明度。內部實現時，直線繪 制實際上是在一系列計算得到的坐標上繪製點。
矩形繪製 矩形框的繪製方法是實現兩條垂直直線和兩條水平直線。本實施例中，函數接口 如下 void glDrawRect(Rect*prect，Color color, uint 8_t size, uintl6_t Alpha)
其中Prect代表矩形框的坐標點；Color代表矩形框的顏色值；Size代表矩形框 直線的寬度；Alpha代表矩形框直線的透明度。
圓繪製 圓繪製的方法主要是利用第零步產生的查詢表計算所有的坐標點，並畫出此點。 函數接口如下 void glDrawCircle(Coord*point， uintl6_t radius, Colorcolor， uintl6_t alpha) 其中Point代表圓點坐標值；Radius代表圓的半徑長度；Color代表圓的圓弧顏 色；Alpha代表圓的圓弧透明度。
圓弧繪製 圓弧的繪製與圓類似，同樣利用產生的查詢表計算圓弧的坐標點並進行繪製。同 時，圓弧的顏色需要從起始角度開始漸變。本實施例中，實現一個角度為64度漸變的圓弧。
實現顏色漸變時，圓弧起始點(xl， yl)和原點(x0， y0)之間的連線Ll，圓弧上任 意一點(x2， y2)與圓弧原點(x0， y0)之間的連線L2， Ll和L2之間形成的夾角為A度時， 點(x2，y2)得透明度為4A。因此，圓弧起始點的透明度為0，而終止點的透明度為64X4 = 256。函數接口如下 Void glDrawArc(Coord*point，uintl6_t radius, uintl6_tangleStart，uintl6_ t clockwise, Color color) 其中Point代表圓弧的同心圓的坐標值；Radius代表圓弧的同心圓的半徑長度； angleStart代表圓弧的起始角度值，取值範圍為
第一步創建用於顯示界面的窗體區域。使第二步、第三步中顯示的圖像在該窗體 區域中顯示。 本實施例中，建立一窗體區域的對象，對該對象添加長、寬、色彩等窗體屬性，並添 加方法使窗體能夠被拖拽，且能調用雷達掃描對象和垂直掃描對象，為雷達掃描對象和垂 直掃描對象提供顯示區域。該窗體區域可被封裝為控制項進行調用。
第二步調用基本圖形繪製方法，生成各種基本圖形以創建雷達掃描對象。
實現雷達效果時，需要畫出一個圓，代表雷達搜索的範圍；一個在該圓內同圓心同 半徑的扇形區域，並使該扇形區域以圓心為軸進行轉動，代表雷達波向四周發射時呈扇形 掃描。為了使界面效果更佳，在圓的圓心處以畫直線的方式畫出一個十字架，並十字架上分 別標註刻度，比喻為一個瞄準鏡。
雷達掃描對象封裝的接口如下
Typedef struct—RadarScaner
Int St印； Int Angle ;
Int (InitRadar氺)(Coord pointer, int radius, int st印，
Color color); Int(RadarStart氺)(void); }RadarScaner ; 其中 St印代表每次調用控制項雷達掃描的轉動的角度，
Angle代表當前雷達波發射的方向的角度。 InitRadar函數接口的功能是初始化雷達掃描控制項，主要實現第零步的查詢表，並 初始化雷達掃描轉動的速度和雷達發射初始角度。
RadarStart函數接口的功能是實現繪製雷達。
RadarStart函數接口的實現過程 繪製圓點為pointer,半徑為radius的圓。即調用第 一 步中的接口 glDrawCircle(pointer, radius,color,0) 繪製經過pointer的十字架，繪製十字架上的代表刻度的直線，即調用第一步中 的直線繪製接口函數。 繪製起始角度為Angle的顏色漸變扇區區域。即第一步中的扇形區域繪製接口函 數，注意當St印 0時，扇形漸變方向為順時針。
函數每調用一次，Angle增加St印度，當Angle >= 360或Angle < 0度時，Angle 恢復為O度。 如圖2所示的雷達掃描示意圖，當窗體中沒有檢測到任何人臉目標時，通過調用 雷達掃描對象，繪製雷達狀形式的掃描圖像，表示正在搜索目標。每次調用雷達掃描對象 時，扇形區域發生St印角度的轉動。當周期性連續調用雷達掃描對象時，雷達波就不停的 轉動。調整雷達掃描對象中的St印參數，可以控制雷達轉動的速度。
第三步調用基本圖形繪製方法，生成各種基本圖形創建垂直掃描對象。 實現垂直掃描的效果時，調用基本圖形繪製方法中的直線繪製方法繪製一個矩
形，代表人臉目標的大小，矩形框的中心和人臉目標中心重合，且外接於人臉目標。本實施
例中，人臉目標移動時，矩形框跟隨人臉目標移動，人臉目標由於調整與鏡頭的距離而變大
或變小時，矩形框跟隨人臉目標相應變大或變小，始終保持外接與人臉目標的狀態。 再在矩形框內繪製一個由多條直線組成的漸變區域，本實施例中，矩形框為
128X128px，在此矩形框中的垂直方向上，以0. 5Hz的頻率逐像素地平行於矩形框的底邊
繪製16條直線。起始直線的透明度為0，即為完全不透明的直線，終止直線的透明度為256，
即完全透明的直線，每條直線相差4個透明度。這些直線形成的漸變區域垂直方向上為16
個像素，佔整個矩形區域的16/128 = 1/8，形成了垂直掃描的效果。 垂直掃描對象封裝的接口如下 } 其中，St印表示垂直掃描的速度，verticalPosition表示當前垂直掃描線與矩形 頂部的距離；VerticalStart函數接口的功能是實現繪製垂直掃描。 如圖3所示，創建垂直掃描對象來象徵正在進行人臉檢測。每次調用垂直掃描對 象時，矩形框中的直線發生移動，實現垂直掃描的效果。 在其他實施例中，本實施例中的第一步、第二步和第三步的順序可以進行顛倒和 調換。 第四步在窗體區域中調用雷達掃描對象和垂直掃描對象以繪製掃描圖像，象徵 目標搜索和人臉檢測的過程。 在窗體區域中，當沒有檢測到任何人臉目標時，調用雷達掃描對象進行扇掃，表示 正在搜索目標；當窗體中檢測到人臉目標時，停止調用雷達掃描對象扇掃，並調用垂直掃描 對象進行垂直方向上的掃描，表示進行人臉檢測的過程。
第五步調整垂直掃描對象所在區域。 垂直掃描對象繪製的矩形框隨著人臉目標的移動而移動，由於垂直掃描對象繪製
的矩形框外接與人臉目標，當人臉目標移動時，外接與人臉目標的矩形框也跟著人臉目標
移動，表示對人臉目標進行跟蹤性的檢測，不會因人臉目標移動造成待檢測目標的丟失。
—種模擬雷達掃描的人臉檢測系統，包括 窗體區域創建模塊，創建用於顯示界面的窗體區域； 雷達掃描對象創建模塊，創建雷達掃描對象； 垂直掃描對象創建模塊，創建垂直掃描對象； 調用模塊，在窗體區域中調用雷達掃描對象和垂直掃描對象以繪製掃描圖像；
調整模塊，調整垂直掃描對象所在區域。 顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精
Typedef struct—VerticalScaner
Int St印；
Int vertical Position ; Int(VerticalStar詢(Rec,Rect);神和範圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範 圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
一種模擬雷達掃描的人臉檢測方法，其特徵在於，包括創建用於顯示界面的窗體區域；創建雷達掃描對象；創建垂直掃描對象；在窗體區域中調用雷達掃描對象和垂直掃描對象以繪製掃描圖像；調整垂直掃描對象所在區域。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中所述繪製掃描圖像步驟包括當沒有 檢測到任何人臉目標時，調用雷達掃描對象進行扇掃；當窗體中檢測到人臉目標時，停止扇 掃並調用垂直掃描對象進行垂直方向上的掃描。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還包括初始化步驟，所述初始化步 驟包括創建查詢表； 創建基本圖形繪製方法。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述查詢表包括一個正弦函數查詢表和 一個餘弦函數查詢表。
5. 根據權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，所述基本圖形繪製方法包括點繪 制、直線繪製、矩形繪製、圓繪製、圓弧繪製、扇形區域繪製和透明算法。
6. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述創建雷達掃描對象時，調用基本圖形 繪製方法繪製出一個圓和在該圓內同圓心同半徑的扇形區域。
7. 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述創建垂直掃描對象時，調用基本圖形 繪製方法繪製一個矩形框和在矩形框內由多條直線組成的漸變區域。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述垂直掃描對象繪製的矩形框的中心 和人臉目標中心重合，且所述矩形框外接於人臉目標。
9. 根據權利要求7或8所述的方法，其特徵在於，所述漸變區域由透明算法處理形成。
10. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述調整垂直掃描對象所在區域時，垂 直掃描對象繪製的矩形框隨著人臉目標的移動而移動。
11. 一種模擬雷達掃描的人臉檢測系統，其特徵在於，包括 窗體區域創建模塊，創建用於顯示界面的窗體區域； 雷達掃描對象創建模塊，創建雷達掃描對象； 垂直掃描對象創建模塊，創建垂直掃描對象；調用模塊，在窗體區域中調用雷達掃描對象和垂直掃描對象以繪製掃描圖像； 調整模塊，調整垂直掃描對象所在區域。
全文摘要
本發明提供了一種模擬雷達掃描的人臉檢測方法，包括步驟創建用於顯示界面的窗體區域；創建雷達掃描對象；創建垂直掃描對象；在窗體區域中調用雷達掃描對象和垂直掃描對象以繪製掃描圖像；調整垂直掃描對象所在區域。當沒有檢測到任何人臉目標時，調用雷達掃描對象進行扇掃；當窗體中檢測到人臉目標時，停止扇掃並調用垂直掃描對象進行垂直方向上的掃描。利用本發明所提供的方法能夠開發出一種新的人臉目標檢測界面，其能夠形象、直觀地說明整個目標檢測的過程，為用戶提供一個很好的使用感受。
文檔編號G06F9/44GK101706721SQ20091024279
公開日2010年5月12日 申請日期2009年12月21日 優先權日2009年12月21日
發明者熊中柱, 金友芝 申請人:漢王科技股份有限公司